原标题:工程师亲述在 Google 从事 TypeScript 工作的独家体会!

我已经使用 TypeScript 两年多时间,是时候写一两篇文章来总结一下了。

Java虽然是很受欢迎的语言,但是并不适合所有人,那么有哪些替代方案呢?本文将分析5种Java替代方案。

style=”font-size: 16px;”>【CSDN编者按】多年来,Google为了开发大型Java应用程序而构建了大量基础架构。

style=”font-size: 16px;”>今天,就来听听在Type上工作了两年多的Google软件工程师Evan
Martin,对此有什么心得体会吧!

谷歌在很早之前就张开双臂拥抱 Web 应用程序,Gmail 已经发布 14
年了。当时,JavaScript 的世界是疯狂的。Gmail 工程师不得不为 IE
糟糕的垃圾回收算法捏一把汗,他们需要手动将字符串文字从 for
循环中提取出来,以避免 GC
停顿。最近,我找到了那个时代一个设计文档,是关于如何“minify” JavaScript
文件的,只不够一些工具仅用于 Windows
平台。这些事情在今天看来是难以想象的。

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多年来,谷歌构建了大量的基础设施,用于开发大型的 JavaScript
应用程序。例如,他们开发了一个模块系统,可以让源文件自描述它们之间的相互依赖关系,还有一个捆绑器,可以将源文件合并在一起,并缩小为可与浏览器兼容的工件。另外还有一个工具,它通过动态加载入口点来分析应用程序的依赖关系图,并抽取服务的公共子模块。还有非常常见的服务器端渲染。所有这些概念对于今天的
Web
开发人员来说都是很熟悉的,但谷歌的技术栈总是很超前,它们并行演进,虽然在概念上很相似,但实际上却完全不同——不同的流程、工具,甚至名字都不一样。

1995年,Netscape聘请Brendan Eich为当时最受欢迎的网络浏览器Netscape
Navigator添加一种新语言。Netscape希望增强网络的可编程性。

我已经在Type上工作了两年多了,所以我想写一两篇文章来回顾这两年的工作。首先,我应该写一个标准的免责声明:我只是一家公司的一个普通的工程师,公司拥有数万名工程师,肯定会有人对我在这里表达的观点持有不同的意见。

另一个有关并行演进的例子:谷歌、Facebook
和微软各自构建了相似但不兼容的编译器,这些编译器向 JavaScript
中加入了静态检查。谷歌的编译器通俗地称为 Closure。

Live在1995年末发布了测试版的浏览器,并在最终发布前改名为Java,以利用Netscape与Sun
Microsystems的合作关系,后者是流行的Java语言背后的公司(尽管Java本质上与Java没有任何关系)。

谷歌很早就开始做Web应用程序

谷歌的 JavaScript
技术栈非常棒,其中一些部分已经超越了当今最好的技术。例如,Closure
编译器可能仍然是最复杂的 JavaScript
优化器,可以使用类型信息来优化代码、跨热加载块边界进行函数内联,以及将无用的代码剥离成单个符号。

Mozilla的创始人之一是Eich,他在10天内开发出了Java的原始版本。在接下来的25年里,Java从一种不受欢迎且受到严重限制的语言发展成为现代web应用程序构建的强大基础。如今,Java主导了浏览器,并通过Node.js占领了大部分服务器。

Google很早就开始做Web应用程序了。我简直无法相信Gmail发布已经14年了。在当时使用Java是非常疯狂的做法。Gmail的工程师不得不担心IE糟糕的垃圾回收算法,他们需要手动将字符串文字从for循环中提取出来,以避免GC(Garbage
collection垃圾回收机制)停止工作。

当然,谷歌的 JavaScript 技术栈也存在一些问题。Closure 是 JavaScript
的一种带有静态类型的变体,通过注释来引入语言新特性。Closure
具有不可预测的语义,它运行速度慢,容易出现
bug,除非你很小心,否则它很容易就让你的代码变得一团糟。它是开源的,但除了一些能够招到谷歌前员工的公司之外,行业中很少有公司会使用它。在谷歌内部,我认为
JavaScript
的声望并不高,部分原因在于我们的工具,它将静态语言的冗长性与动态语言的不可预测性结合在了一起。

然而,Java并不是所有开发人员都喜欢的语言。Eich在早期做出了一些古怪的决定,这些决定一直持续到2019年,其中包括典型的继承、“this”以及Java的侵略性和不一致的类型强制。

最近我发现了一个那个时代的设计文档,他们当时在考虑做我们现在称为Java“压缩”的东西,但一些备选工具只能在Windows上使用。在今天看来,这些都难以想象。

而在谷歌之外,JavaScript 在不断演进,变得越来越流行。为了解决 IE
垃圾回收器的问题,我们开发了 Chrome,然后 v8 出现了,继而 nodejs
诞生,所以今天的大多数 Web 工具都是用 JavaScript
编写的。模块系统大肆膨胀,ES6
也发明了自己的模块系统,但由于某种原因,与其他模块系统不兼容,非常可惜。npm
统一了工具和库的共享方式。Webpack
可以在你开发代码的同时将模块动态加载到正在运行的应用程序中。

近年来,开发人员已经创建了Java的替代品。Java仍然是在浏览器中运行的唯一语言,因此这些新语言主要是编译或转换为Java。Coffee是第一个类似的脚本,但很快就被众多竞争对手所超越,每个竞争对手都对Java进行了改进。

这些年,Google为开发大型Java应用程序,构建了大量基础架构。例如,有一个模块系统可以让源文件表述它们的相互依赖性。有一个捆绑程序可以组合并压缩源文件,生成可以兼容浏览器的产品。

但谷歌没有使用这些东西。我们有一个类似 SASS 的 CSS
预处理语言,只是它不叫
SASS,而且没有人喜欢用它。花哨的块分割器并不支持第三方 JavaScript
库,部分原因是这些工具的出现早于 JavaScript 的库生态系统。

Dart

另一个程序可以通过可动态加载的入口点来分析应用的依赖关系图,并分解出公共的块供其他块使用。服务器端的渲染很常见。对于如今的Web开发人员来说,所有这些概念载熟悉不过了,但Google的技术栈很早就有了,而且一直在发展,因此在概念上类似,但具体方面完全不同,Google拥有不同的流程、工具,甚至不同的概念名称。

这些都已经成为历史。你可以说我们不应该忘了我们是如何到达这里的,但不管怎样都无法改变我们已经达到这里的事实。或许我们更应该关心接下来要去哪里。我们有几个选择。

Dart是一种面向对象的c语言,由Google创建,作为Java的替代品。它抛弃了Java的原型继承系统,而采用了更传统的面向对象的方法,任何使用过Java或c++的人都熟悉这种方法。与Java不同,Dart是一种静态类型的语言,消除了Java代码中的常见错误源。Dart支持类型推断,因此没有必要在每次声明变量或函数时都包含类型样板。

还有个例子可以说明并行发展:Google、Facebook和Microsoft各自构建了类似但不兼容的编译器,这些编译器向Java添加了静态检查。

第一个选择是放弃这个已经破败不堪的星球,去到一个没有 JavaScript
的新星球。如果我们在 GWT或 Dart或 WASM
或上做更多的投入,根本就不需要担心 JavaScript!

也许Dart最令人激动的功能是它在网络之外的可用性。Dart代码可以转换为Java以便在浏览器中运行,但它也可用于独立应用程序和服务器端开发。Google的Flutter
UI工具包是一个可移植的前端框架,可用于桌面、移动设备和Web,构建本机应用程序。

Google的编译器常被称为Closure。(请不要与Clojure语言混淆;为了避免混淆需要说明一下:Clojure使用的是Closure编译器。)

作为编程语言爱好者,我觉得这个主意不错。不过长话短说,这里有一些问题:首先,采用不同的语言对于我们现有的数百万行代码来说并没有任何意义——“使用新语言重写”在某些情况下可能是正确的选择,但很难做到充分利用
Gmail
工程师的时间。其次,采用不同的语言对于我们想要聘请的前端程序员来说一点帮助都没有,等于说他们之前的经验都用不上了。

Type

Google的Java堆栈非常棒。有了它的帮助,Google才能编写并维护可以改变互联网的web应用程序。(还记得Google地图发布时,多么令人震惊吗?如今制作一个可以拖拽的地图小部件似乎非常简单。)

改变一切的对立面是不做出任何改变。JavaScript 世界充斥着业余代码和
leftpad
灾难。一个优秀的工程师总能适应特殊的前端开发方式,我们总能改进或构建更多属于自己的工具。我们构建的应用类型——谷歌搜索主页每天的点击量超过数十亿次——与其他人构建的网络应用程序不同,我们的工具不仅优秀,而且都是必需的。我认同这种观点。我认为存在某种权衡,一方面,构建我们自己的工具是有意义的,另一方面,我们已经远离了主流,以致于我们的工具变成了一种负担。关键在于,我们现在处于这个权衡的哪个位置上,我相信我们离后者更近。我们从对
LLVM/Clang 的贡献中获益,因为我们依赖于 C++,但是我们不会从构建自己的
LLVM 中获得更多额外的价值。

Type是微软向更好的Java进军的第一步。与Dart不同,Type不是一种全新的语言,而是Java的超集。Type编译器可以编译有效的Java,但是Type增加了几个新特性,改进和现代化了Java的限制,其中最重要的是一个可选的类型系统。

Google地图的一些技术甚至超越了当今最好的技术。例如,Closure编译器可能仍然是最复杂的Java优化程序,它能够执行很多操作,例如利用类型信息优化代码,跨越热加载的块的边界进行函数内联,以及在符号层次删除未使用的代码等。

我的团队一直在追求中间那条路:在必要的时候逐步采用一些外部工具。这项任务并不那么有趣——我们不可能只是简单地把遗留的那套东西直接丢掉——但我喜欢谦虚一些,向外看,而不是向内看。

许多Java问题都是由于缺少静态类型导致的,这导致了编译器在运行前进行检查时就被限制了。顾名思义,Type实现了一种类型表示法,开发人员可以使用这种表示法为web应用程序编程保证安全。与Dart一样,Type支持类型推断。

Google的Java技术栈也存在一些问题。linter的渐进式发展表明了Closure只不过是个拥有静态类型的Java,其中新功能是通过注释引入的。

在谷歌 JavaScript 孤岛和大陆之间架起桥梁的首先是一个静态检查器:

值得一提的是,Type比它的竞争对手谷歌更受欢迎。比如,虽然Angular是谷歌的项目,但它的框架是用Type开发的。Type也可以与React和Vue一起使用。

Closure的语句难以捉摸,速度很慢,有很多Bug,而且如果你不会正确地使用的话,那么它往往会破坏你的代码。尽管它是开源的,但也许是正因为这些原因,除了熟悉它的Google员工之外,行业中并没有广泛使用到它。

它不是我们内部开发的已经很流行,与我们现有的代码相似旨在为 JavaScript
做桥接支持大规模开发

Elm

Java在Google内部的反响并不好,我认为部分原因在于我们对工具很挑剔,大家既嫌静态语言过于繁琐,又嫌动态语言不可捉摸。

这个工具就是 TypeScript。Closure 编译器的优势在于它的优化输出,而
TypeScript
具有出色的用户接口,但不提供优化。这两个工具是互补的,并且在处理某些任务时可以进行分层式协作。

Dart和Type与Java和C.
Elm有明显的亲缘关系。它是一种静态类型的函数语言,与Haskell相比更类似于C,但没有Haskell那种令人挠头的复杂性。

Java出乎意料地流行了起来

使用 TypeScript 给我们带来了很多好处——从 IDE 风格的代码完成到从
StackOverflow
上获取相关问题的答案。我们所要做的工作主要是集成:将我们的应用程序逐步迁移到
TypeScript,而不是从头开始重写。

Elm本质上是一种用于构建web前端的特定于领域的语言。

与此同时,在Google之外,Java也在不断发展,甚至出乎意料地流行起来了。我们构建了Chrome,部分原因是为了解决IE的那些垃圾回收Bug,但也因此催生了了v8,再由v8产生了Node.js。

在与谷歌范围内的构建系统集成时,我们非常谨慎,我们进行增量编译,这对大型应用程序来说至关重要。一个模块发生变更,只要不影响公开的
API,就不应该导致下游模块进行重新编译。与 Closure 类型 /
模块系统的集成意味着 ES6 TypeScript
模块可以导入谷歌模块系统模块,反之亦然,而且可以保留大部分类型信息。

Elm不像Java那样是一种通用语言,相反,创建者Evan
Czaplicki专注于构建最好的前端web应用程序开发体验。Elm的主要优点是,通过静态类型和不可变值消除了前端代码中的许多潜在bug。Elm宣称自己是一种“在实践中没有运行异常”的语言,这意味着如果一个Elm程序运行,它就不太可能在生产中遇到阻止性能的bug。

最后导致今天大多数的Web工具都是用Java编写的,尽管Google习惯用Java构建这种工具。模块系统(UMD、AMD、CommonJS)迅速发展。(随之出现了ES6,并发明了自己的模块系统,但是由于某种原因它与其他所有模块系统不兼容,唉!)

在谷歌,现在到处都可以看到 TypeScript
的身影。如果你在使用谷歌的产品,很可能是在与 TypeScript
代码打交道。TypeScript
本身就是一系列有趣的方案的折衷,它在静态类型的编程语言与自由转换的
JavaScript
生态系统之间做出了权衡。这就是我们的工程师要做的事情:做出有趣的权衡,尝试在各种问题之间找到平衡点。我希望后面能够写更多文章分享这些年发现的一些有趣的事情,我认为
TypeScript 在这个领域内达到了很好的平衡。

以下是Elm代码示例

NPM统一了工具和库的共享方式。Webpack可以在开发期间,将模块动态地切换到正在运行的应用程序中。

英文原文:作者|neugierig译者|无明出处 | 前端之巅公众号

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Google一概没有用到这个技术。Google的那些经验丰富的Web开发人员像是生活在另一个时间线中。我们有像SASS这样的CSS预处理语言,但它不是SASS而且没有人喜欢它。精心设计的块分割程序并不能真正支持第三方Java库,部分原因是这些工具的出现早于Java的库生态系统。

Elm代码看起来和Java一点也不像,但是它有简单直观的语法,Elm对学习过Java的人来说应该不难。

这都只是历史。你可以说我们本不应该这么做,但这么说却无法改变现状。相反,有趣的问题是:接下来我们该何去何从?有几个选择。我的观点肯定是偏向我喜欢的技术。

Clojure

接下来我们该何去何从

Clojure是Clojure编程语言的一个版本,可以编译为Java。Clojure是运行在Java虚拟机上的Lisp。与Elm一样,Clojure也是一种函数性语言,具有不可变的数据类型。与Elm不同,它是一种通用编程语言,可以在后端与JVM一起使用,也可以通过Java在前端使用。

第一个诱人的选择就是放弃眼前的一切,并从头开始建造一个没有Java的新世界。如果我们投入更多精力到GWT(一个将Java编译成Java的Google项目)或Dart(一个将新语言编译成Java的Google项目)或WASM,或者你最喜欢的语言:Clojure?Haxe?还是Elm?那么我们根本不需要担心Java!

与所有Lisp一样,Clojure是用括号分隔的s表达式编写的。用Clojure的创建者Rich
Hickey的话来说,Clojure试图用Clojure(简洁且功能强大的编程语言)取代Java,从而解决客户机/嵌入式应用程序开发中的薄弱环节。Clojure可以与React和其他流行的Java框架一起使用。

作为PL爱好者,我非常喜欢这个想法。我想仔细分析一下这个想法,但是这篇文章已经够长了,而且我认为已经有很多关于这方面讨论的文章了。

当Netscape雇用Brendan
Eich时,他们计划将Scheme集成到Navigator中,而不是创建一种新的语言。Scheme是一种Lisp,因此,如果历史的发展稍微有些不同,Lisp可能已经成为世界上最流行的编程语言家族。Java通过一流的函数、闭包和lambdas保留了一些“Lispiness”。在Java开发过程中扮演关键角色并发明了JSON的道格拉斯•克罗克福德(Douglas
Crockford)将Java称为“披着C外衣的Lisp”。

作为反驳,我有一些常见的问题:如果采用一种不同的语言,那么第一个问题是,这对于我们现有的数百万行代码没有任何帮助——“用新语言从从头开始重写”等想法在某些情况下是正确的选择,但是如何充分利用Gmail工程师的时间是一个很难的问题;第二个问题是,对于我们想聘请的经验丰富的前端工程师来说,也几乎没什么用。

Phoenix LiveView

与重写一切相对的做法是不改变任何东西。您可能会说,公开的Java世界充满了业余和不成熟的代码。一个优秀的工程师总能适应我们特殊的前端方式,我们总能改进或构建更多自己的工具。

之前讲过的语言可以编译成Java,它们让开发人员无需编写Java就可以构建客户端应用程序。

我们构建的应用类型(Google搜索页面每天可以获得数十亿次点击)与其他人构建的web应用程序不同,我们的工具既优秀又很有必要性。我非常赞同这种观点。

Phoenix
LiveView与众不同。Phoenix是一个用相对较新的Elixir编程语言编写的web框架。Phoenix是一个服务器端框架。但我们为什么要在一篇专门讨论浏览器Java替代方案的文章中讨论它呢?因为LiveView可以在许多web开发场景中替代Java。

我认为在权衡利弊的时候,有一种看法认为建立我们自己的工具很有道理,而另一种看法则认为我们已经远离主流,我们的工具是一种负担。

Phoenix的创建者Chris
McCord称LiveView是“一个令人振奋的新库,它支持使用服务器呈现HTML,实现丰富的实时用户体验”。LiveView使用Phoenix
channel在浏览器和服务器之间创建双向连接。LiveView基于Websockets,可以在不编写Java的情况下创建交互体验。人们自然会担心这种方法太慢而无法使用,但是LiveView的设计目的是最小化数据传输,并且在实践中可以用于构建低延迟接口。

那么争论的焦点是我们究竟处在什么位置,我相信我们不属于后者。我们为LLVM
/
Clang做出的贡献获益良多,因为我们依赖于C++,但是我们构建自己的LLVM,并不能从中获得更多额外的价值。

但LiveView有局限性,我们不建议在LiveView中构建像Google
Docs这样的复杂应用程序。如果离线功能对应用程序很重要,那么LiveView也不是合适的解决方案。但是,对于表单、实时界面更新和数据验证等功能,Phoenix
LiveView是Java的可行替代方案。它比大多数Java应用程序小得多;,LiveView的浏览器代码大约是React的四分之一。

我们应该折中

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所以,我觉得我们应该折中,这也是我们的团队一直在追求的道路:逐步采用一些合理的外部工具,并弄清楚这些工具如何才能与我们现有的代码库相互合作。

总结

这项任务并不那么有趣,因为我们不会只是单纯地抛弃历史遗留的混乱或者“这次做正确的事情”,但我喜欢更谦虚地思考,不要固步自封。

我们已经研究了Java的五种替代方法,每种方法都提供了一种创建Web应用程序和交互式界面的不同方式。当然目前大部分人使用的依然是Java,因为它是Web浏览器支持的唯一语言。

为了Google的Java世外桃源重回大陆,我们要做的第一步是:采用了一个支持良好的静态检查器:(1)不是我们自己做的;
(2)很流行,同时与我们现有的代码相似;(3)旨在搭建通往Java的桥梁;(4)旨在支持大规模的开发,这才是我们定制工具的根本原因。而这个工具就是Type。

但随着WebAssembly被广泛采用,这种情况可能即将发生变化。所有主流浏览器都支持WebAssembly,将来它很可能成为面向Web的语言的默认编译目标。对于Web开发人员来说,探索WebAssembly的可能性是个很不错的方向。

Closure编译器的优势在于优化输出,而Type具有出色的用户界面且根本没有优化。因此这两个工具可以互补,并且(有些工作)可以结合在一起。

因为Type已经很好用了——毕竟只有这样我们才会采用它——所以我们获得了许多采用已有语言的好处,比如IDE风格的代码自动补齐,以及能够从StackOverflow获取答案。

留给我们的主要工作是集成:允许我们的应用程序逐步转移到Type,而无需从头开始重写。我们在与Google的构建系统集成时非常谨慎,我们采用了渐进式编译,这对大型应用程序至关重要;而且一个模块中的变更不会影响使用了该模块的API,也不会导致下游模块需要重新编译。

我们与Closure类型/模块系统的集成意味着ES6
Type模块可以导入Google模块系统中的模块,而且保留了(大部分)类型信息。一家公司成功地使用了我们发布的工具,自动将其整个代码库进行了转换,同时保留他们压缩后的输出。

现在Google内部,各个地方都或多或少地使用了Type;如果您使用Google的产品,那么意味着你已经与一些Type代码打过交道了。Type本身就是一系列有趣的折衷方案,它将静态类型的编程语言与自由转换的Java生态系统进行了平衡。

我们工程师也会这么做:我们也会做出有趣的妥协,试图平衡不同的问题。我希望将来可以写更多关于多年来发现的一些有趣的小事。正如刚开始使用Type时我写下的这篇文章一样(

style=”font-size: 16px;”>原文:

作者:Evan
Martin,Google的软件工程师。

译者:弯月,责编:胡巍巍 class=”backword”>返回搜狐,查看更多

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